非同步采样下光伏发电系统谐波分析的同步改进方法

在现代光伏发电系统中，非同步采样技术常常遇到一系列问题，如计算量大、实时性差、频谱泄露和栅栏效应等，这些问题限制了谐波分析的精确性和效率。针对这些挑战，本文提出了一种基于准同步采样的谐波检测算法。首先，针对非同步采样序列，通过调整采样周期使其与光伏系统的基波周期匹配，实现了准同步化过程。这一过程采用的是公式(2)，即调整后的采样周期Tsh等于原采样周期Ts乘以基波周期T0除以一个非零整数L。 准同步化后的序列，避免了频率分辨率不足导致的频谱泄露问题，因为此时基波和谐波频率更可能落在同一频率点上，从而提高了FFT（快速傅立叶变换）分析的准确性。作者采用了基于Nuttall窗的改进FFT算法，这种算法不仅保持了FFT的高效性，还能进一步减小频谱泄露的影响。 将该方法应用到自主研发的光伏发电综合测量装置中，实验证明了它能够有效抑制由频率波动引起的误差，提升计算谐波参数的精度，并表现出良好的抗干扰性能。通过对比非同步采样方法，可以看出基于准同步采样的方法显著改善了谐波分析的可靠性，这对于确保光伏系统的稳定运行和电网的正常运行具有重要意义。 在实际应用中，为了实现准同步采样，需要对电力信号进行固定频率的等间隔采样，即使在光照变化导致信号非稳态的情况下，也能通过调整采样策略来适应光伏系统的特性。这种方法对于提高光伏发电系统的整体效率和降低谐波对电网设备的危害具有重要的工程价值。通过这种方式，可以更好地监控和管理光伏系统的谐波特性，确保其对电网的负面影响降到最低。